一种包装袋成型机控制器制造技术

本实用新型专利技术是一种包装袋成型机控制器，其结构包括微控制器、传感器模块、A光电隔离模块、B光电隔离模块、人机交互模块、电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块与A光电隔离模块相连，A光电隔离模块与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离模块的信号输入端相连，B光电隔离模块分别与电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块相连，人机交互模块与微控制器的第一信号输入输出端相连，无线传输模块与微控制器的第二信号输入输出端相连。优点：1）选用ARM32位嵌入式微处理器，实时运算速度快，节省内存空间；2）控制器处理速度快，实时性强；3）实现成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种包装袋成型机控制器
本技术涉及一种包装袋成型机控制器，属于机械电控系统

技术介绍
目前，各类包装袋在日常生活中应用非常普遍，包装袋成型机械已成为包装行业普遍使用且十分重要的工业机械，而针对柔性包装材料的包装机械则又是一个比较重要的分支，在医药、化工、食品等众多领域的应用非常广泛；塑料薄膜包装袋制作机械的制袋工艺根据塑料热塑性，包括牵引、送料、热封、冲切等环节，最终将包装薄膜制成包装袋，常见柔性包装袋成型机的主传动包括送料、牵引机构，牵引机构通过导辊和压辊牵引薄膜运动，为防止牵引力过大造成薄膜伸长变形，送料机构通过相应的导辊和压辊，配合牵引机构完成薄膜送料；在送料机构和牵引机构之间，一般安装有浮动辊，配合张力传感器，保证薄膜始终处于恒张力状态；制袋过程中，薄膜材料首先折叠成型；然后，经牵引、定位处理后，由烫排和切刀机构执行热封和切袋动作；当成品袋子个数达到预设数目，由送袋机构将成品袋送出；另外，纠偏装置可用于检测包装膜宽度运行方向是否出现偏差以便及时调整，保证制袋精度。包装袋成型机电控系统是包装袋成型机的核心，用于保证工艺流程的顺利进行；目前常见的包装袋成型机电控系统核心控制器采用PLC（可编程逻辑控制器）、工控机或单片机三种类型；其中PLC优点突出且使用比较普遍，例如：可靠度高、应用灵活、编程简单、易于维修，不过PLC的延迟现象比较严重，实时处理效果不佳，而且国内PLC大多依靠国外品牌，使用成本较高；工控机的抗干扰性能比较理想，可用于一些环境恶劣的场所，但是工控机的成本较高，基于操作系统的应用软件，处理数据实时性不够、数据安全性较差；单片机价格低廉、开发难度低、灵活性高，但单片机数据处理能力欠缺、处理速度较慢、无线通讯开发较难。近些年来，ARM嵌入式处理器发展十分迅速，其精简指令集（RISC）结构简单、高效；利用ARM能够设计出高性能、低成本、低功耗的控制系统。另外，ARM处理器的字长、运算速度正在不断提高，还具备WiFi、蓝牙等无线接口；在处理速度、开发成本、灵活性等方面均具有一定优势，综合性能占优。本专利技术就是在分析传统塑料薄膜包装袋成型机工作原理的基础上，基于ARM嵌入式处理器设计了一种包装袋成型机控制器。
技术实现思路
本技术提出的是一种包装袋成型机控制器，其目的旨在解决现有包装袋成型机控制器实时处理效果不佳、成本高、处理数据实时性不够、处理速度较慢等问题。本技术的技术解决方案：包装袋成型机控制器，其结构包括微控制器、传感器模块、A光电隔离模块、B光电隔离模块、人机交互模块、电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离模块的信号输入端相连，A光电隔离模块的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离模块的信号输入端相连，B光电隔离模块的信号输出端分别与电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块的信号输入端相连，人机交互模块的信号输入输出端与微控制器的第一信号输入输出端相连，无线传输模块的信号输入输出端与微控制器的第二信号输入输出端相连。本技术的优点：1）选用ARM32位嵌入式微处理器，实时运算速度快，节省内存空间，电机运行曲线平滑；2）控制器处理速度高，实时性强；3）人机交互、无线传输实现成本低；4）可随时随地通过电脑或移动终端登录管理平台，实现厂级、车间级的生产计划指令下达、各台制袋机的现场生产数据汇总、设备运行状态检测等功能。附图说明附图1是包装袋成型机控制器的结构示意图。具体实施方式包装袋成型机控制器，其结构包括微控制器、传感器模块、A光电隔离模块、B光电隔离模块、人机交互模块、电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离模块的信号输入端相连，A光电隔离模块的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离模块的信号输入端相连，B光电隔离模块的信号输出端分别与电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块的信号输入端相连，人机交互模块的信号输入输出端与微控制器的第一信号输入输出端相连，无线传输模块的信号输入输出端与微控制器的第二信号输入输出端相连。所述微控制器是包装袋成型机控制器的核心，用于接收传感器模块采集的数据，进行分析计算后，进而控制电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块，同时负责人机交互操作、数据显示和无线数据传输；微控制器优先采用ARM32位嵌入式微处理器，比如：ARMCortex-A8。工业现场工作环境比较恶劣，干扰信号多且强，因此需要通过光电隔离模块将微控制器和外围电路模块隔离，实现光电隔离，包括输入信号和输出信号的光电隔离；所述包装袋成型机控制器中用到了A光电隔离模块和B光电隔离模块；A光电隔离模块优先普通光耦TLP521，A光电隔离模块中的普通光耦TLP521处在传感器模块的信号输出端与微控制器的信号输入端之间；B光电隔离模块包括普通光耦TLP521和高速光耦6N137，B光电隔离模块中的普通光耦TLP521处在微控制器的信号输出端与电磁阀控制模块信号、继电器模块的信号输入端之间，高速光耦6N137处在微控制器的信号输出端与电机驱动模块的信号输入端之间。选用普通光耦TLP521实现光电隔离更适合用于频率较低的开关信号如传感器模块信号、电磁阀控制模块信号和继电器模块信号；高速光耦6N137更适合用于高速的脉冲信号如电机驱动模块控制信号；更有利于提升包装袋成型机控制器的整体性能。所述传感器模块包括色标传感器、高位传感器、张力传感器、纠偏传感器；其中，色标传感器检测塑料薄膜上的色标信号，用于包装袋的封切和定位，色标传感器的优选型号为基恩士CZ型光电色标传感器；高位传感器用于检测包装袋成型机械浮动辊位置，确保浮动辊在允许范围内浮动，保证导辊和托辊之间的薄膜张力恒定，高位传感器的优选型号为沪工LJ12A3屏蔽型霍尔传感器；微处理器配合高位传感器信号，实现切刀位置判断，控制牵引电机将成型的包装袋送出；张力传感器实现送料电机和牵引电机的速度同步控制，保证托辊和牵引电机压辊之间的塑料薄膜张力平衡，张力传感器的优选型号为梅特勒-托利多MT10型重力传感器；纠偏传感器由光电开关构成，检测薄膜边缘位置，用于薄膜的纠偏控制，纠偏传感器的优选型号为中川RLK161型光电纠偏传感器。所述人机交互模块采用工业触摸屏，人机交互模块与微控制器之间通过MODBUS总线进行数据交互传输，可实现参数设置、启动、停止等控制；同时能够实时显示袋长、制袋数量、温度、速度等参数。所述电机驱动模块包括伺服电机驱动器、交流电机驱动器、同步电机驱动器；其中,伺服电机驱动器根据控制模块的指令，驱动送料和牵引机构的伺服电机完成塑料薄膜的送料、牵引功能，纠偏机构伺服电机根据纠偏传感器信号实现包装膜位置偏差纠正；交流电机驱动器根据控制模块的指令，驱动交流电机实现烫排和切刀上下往复运动，完成包装袋的热封和切袋功能；同步电机驱动器根据控制模块的指令，控制同步带电机将完成指定数量的成品袋移出切封处，以便于收集和整理；所述交流电机驱动器又称变频器。所述电磁阀控制模块用于驱动包装袋成型机械上各部位的电磁阀，完成压辊、托辊的抬起和压下动作，以及成型包装袋上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
包装袋成型机控制器，其特征是包括微控制器、传感器模块、A光电隔离模块、B光电隔离模块、人机交互模块、电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离模块的信号输入端相连，A光电隔离模块的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离模块的信号输入端相连，B光电隔离模块的信号输出端分别与电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块的信号输入端相连，人机交互模块的信号输入输出端与微控制器的第一信号输入输出端相连，无线传输模块的信号输入输出端与微控制器的第二信号输入输出端相连。

【技术特征摘要】
1.包装袋成型机控制器，其特征是包括微控制器、传感器模块、A光电隔离模块、B光电隔离模块、人机交互模块、电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离模块的信号输入端相连，A光电隔离模块的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离模块的信号输入端相连，B光电隔离模块的信号输出端分别与电机驱动模块、电磁阀控制模块、继电器模块的信号输入端相连，人机交互模块的信号输入输出端与微控制器的第一信...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯立功，刘全胜，吴伟，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32